《工艺实验讲义[87页]》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工艺实验讲义[87页]（88页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、最新资料推荐前言 随着实验设备的更新和改造，原塑料成型工艺实验讲义已经不能满足当前实验要求，经教务处批准，对原实验讲义进行全面修改、补充，并重新编排。本书供高分子材料科学与工程专业学生使用。也可供从事高分子材料成型加工技术研究的科技人员实验参考。对于高分子专业的学生来讲，实验是一门基本的技能，学好它，不仅能够巩固所学基本理论知识，而且能够掌握从事本专业学科研究的基本技能，为将来从事科学研究和进工厂从事技术工作打下坚实基础。本书编写分工如下：塑料熔体流动速率测试、基于XLY型流变仪高聚物流变性能测定、热固性塑料模压成型、塑性溶胶的制备及搪塑成型、挤出吹塑薄膜、固体电工绝缘材料绝缘电阻/电阻系数测
2、试、透光率/雾度的测定、塑料透湿性能测定、塑料冲击强度测试等内容由闫春绵编写；压制法制备硬质聚氯乙烯板材、高聚物氧指数的测定、聚烯烃泡沫材料的制备、混炼型平行双螺杆挤出造粒等内容由刘东亮编写；热塑性塑料的注塑成型、转矩流变仪应用试验、塑料拉伸强度实验、热塑性塑料维卡软化点测试等内容由白宝丰编写；李辉同学、刘照红老师参加了部分插图的绘制工作；全书由闫春绵统稿整理。由于我们的水平有限，加之时间仓促，本书难免有不妥或错误之处，恳请读者提出宝贵意见。最后对所有支持本书编写工作的同仁表示衷心的感谢！2009年11月修改目 录塑料熔体流动速率测试1熔体流变曲线测定6转矩流变仪应用试验13热固性塑料模压成型
3、16塑性溶胶的制备及搪塑成型20压制法制备硬质聚氯乙烯板材23混炼型平行双螺杆挤出造粒26挤出吹塑薄膜29热塑性塑料的注塑成型32聚烯烃泡沫材料的制备35热塑性塑料维卡软化点试验39固体电工绝缘材料电性能测试41塑料冲击强度测试（简支梁法）46透光率/雾度的测定49塑料透湿性能测定54塑料拉伸强度实验57高聚物氧指数的测定63塑料弯曲试验65高分子材料烟密度的测定69聚氨酯泡沫塑料的制备72聚丙烯共混改性实验75聚乙烯功能膜的生产78阻燃聚氯乙烯电缆料的配制与性能81附录：塑料试样状态调节和试验的标准环境84最新精品资料整理推荐，更新于二二一年一月二十日2021年1月20日星期三20:05:4
4、3塑料熔体流动速率测试一、定义和原理熔体流动速率是指热塑性塑料在一定温度和负荷下，熔体每10min通过规定的标准口模的质量，单位为g/10min。也称热塑性塑料的熔融指数，又叫熔体指数。用MI(MFR)来表示。本方法适用于测定热塑性塑料在一定条件下的熔体流动速率，用来区别各种热塑性塑料在熔融状态时的流动性能，通过对它的测量可以了解聚合物的分子量及其分布、交联程度、加工性能等。二、试验仪器及试验条件试验装置主要部分及原理如图1和图2所示。图1 PXRZ400A型熔融指数测试仪它是由圆柱形的加热体，包括可更换的料筒和底部口模，以及作为负荷主要成分的砝码组成。圆柱体外绕有电阻丝加热，提供热源。加热炉
5、内装有铂电阻温度计，测量炉体的温度和进行控制。图2 实验原理图根据试料种类，可参照表1的试验条件选定。表1 标准实验条件序号标准口模内径/mm试验温度/口模系数/（g.mm2）负荷/kg适用塑料111801904662160PE22095190700325PE、纤维素酯320951904642160PE、POM、纤维素酯42，09519010735000PE52095190214610000PS62095190463521600PE7209520010735000PS、ABS82095200214610000丙烯酸酯92095220214610000ABS102095230700325PA11
6、20952302581200PS、丙烯酸酯1220952304642150PP1320952308153800PS、丙烯酸酯14209523010735000PP152095275700325PA1620953002581200PC注：表中负荷为柱塞杆和砝码重量之和。四、试验步骤及操作方法1、仪器准备（1）将料筒的R弧对准炉体口部螺钉，见图3，垂直轻轻送入炉膛，按图示箭头方向锁紧。卸料筒时先按图示方向松开，再由炉底部向上顶出炉体。图3 料筒的安装图4 口模装卸（2）安装口模，如图4所示，向外拉出拉板，将口模从炉底沿轴向推进去，再把拉板向里推紧；也可先推进拉板，由料筒的上部放入口模，再用附件清理
7、棒将口模轻轻推到炉体底部，此方法需将料筒清理干净。两种办法装口模，都需要口模外部清洁。取出口模时先拉出拉板，用清理棒将口模推出料筒。 注意：推拉拉板时应在加热后进行。（3）温度控制，温度定值由数字拔盘来实现，定值拔盘是由4位数组成，最后一位为十分位。本仪器温度控制范围最大为400。温度测量仪为数字温度计，它显示的温度即是料筒的温度。2、试料准备根据预计的熔体流动速率范围，按表2选取试料用量。表2 试料加入量及切样时间间隔流动速率g/10min试料加入量g切样时间间隔s01053412024005013460120103545306035106810801025685103、测试（1）当温度稳定
8、在定值后，将预热的柱塞取出，按上加料漏斗向料筒中加入试料（注意边加料边用加料棒压实），然后将柱塞放回料筒，整个加料过程要在1分钟内完成。预热57分钟，使料筒和试料温度达到试验温度。（2）在柱塞顶部按表1选定的负荷加上砝码，熔体开始从料筒下部口模中挤出。（3）切取样条。本仪器的切料为自动操作。操作部分包括驱动电机、刀杆、切刀、支架。电机控制分手控与时控两种，由控制箱面板上的选择开关进行选择。选择手控方式切料时，按动切刀上部的电机控制按钮，按钮开关闭合后立即抬起，不要保持。当选择时控取样方式时，取样时间由控制箱面板上的时间选择拨盘来实现。时间选择拨盘是由四位数组成，最大范围为9999秒。取样时间选
9、定后，按动电机控制按钮电机启动，首次切割去前面被挤出的试样后，即按表2所选定的时间间隔进行切料，连续切取无气泡样条三段。当取样完毕时按动电机控制按钮，电机停止切样。注意：无论那种取样方式，切刀的初始位置在刀片垂直朝下的位置上，请先用手调定。另外，电机控制是与温度控制互锁的，当炉体温度未达到设定温度时，电机控制是无效的。（4）样条冷却后，分别称重（若样条中最重和最轻的重量差超过三条重量平均值的10%，则试验需重作）。（5）清理仪器。切取样条后，将余料全部挤出，去掉砝码，趁热取出柱塞、口模，用软布清理干净，料筒用压料杆缠绕棉纱清理。切忌用金属物清洗料筒，以防划伤料筒的内表面。（6）停止加热，关机。
10、五、试验结果整理 试验结果记录在表3。表3 试验记录及结果试验条件：温度 ； 负荷 kg； 口模直径 mm试料间隔时间t（S）样条重量W（g）MFR（或MI）平均计算公式：MFR（或MI）= 600W/t式中MFR熔体流动速率，g/10min；W样条重量平均值，g；t 切样时间间隔，s。测试结果取两位有效数字。每个试样应平行测试两次，分别求其MI值，以算术平均值作为试样的熔融指数。两次之间或各时间段之间重量差别超出10时，应找出原因。六、问题讨论1、为什么加料时必须压实，否则会出现什么情况？2、MFR对塑料加工的指导意义何在？熔体流变曲线测定一、实验目的通过本实验使学生了解高分子材料流动变形特
11、性以及随温度、应力、材料性质塑化性能变化规律，掌握由高分子材料流变特性拟定成型加工工艺的方法，熟悉毛细管流变仪测定高分子材料流变性能的原理及操作。二、实验原理 塑料熔体流变性能有多种测试方法。通常随使用的类型而不同。用于测量流变性能的仪器一般称为流变仪，有时又叫黏度计，其类型按施力的状况主要有落球式、转矩式和毛细管挤出式等几种，这些不同类型的仪器，分别适用于不同黏性流体在不同剪切速率范围的测定。各种流变仪测定的剪切速率范围如表1所示。表1 几种流变仪适用范围流变仪粘度范围/Pa.S剪切速率/s-1毛细管挤出式10-110710-1106旋转圆筒式10-1101110-3101旋转锥板式1021
12、01110-3101平行平板式102103极低落球式10-3103极低 在测定和研究塑料熔体流变性的各种仪器中，毛细管流变仪是一种常用的较为合适的仪器。它具有多种功能和宽广范围的剪切速率容量，不仅可以测得熔体在毛细管中的剪切应力和剪切速率的关系，而且可以根据挤出物直径和外观直接观察挤出物的外形，在恒定应力下通过改变长径比来研究熔体的弹性和不稳定流动（包括熔体破裂）现象，从而预测其加工行为；同时还可以测定高聚物的其它状态变化；作为选择复合物配方、寻求最佳工艺条件和控制产品质量的凭借。通过对高聚物流变性能的研究，还可以为设计模具结构、选择成型机械、确定高聚物加工工艺参数提供依据。使熔体从毛细管中流
13、出的方式有两种，一种是利用活塞推进，高压毛细管式流变仪就是基于这种原理工作。高压毛细管式流变仪可获得较高的剪切速率（可达10000s-1以上），适合于注射塑料测量。另一种是利用螺杆挤出机推进，可获得中低剪切速率（几千s-1之内），在这一范围内挤出式毛细管测量可代替高压毛细管流变仪，并且物料可在挤出机中充分剪切塑化，更适合于挤出加工料测量。毛细管流变仪测试的基本原理是：设在一个无限长的圆形毛细管中，塑料熔体在管中的流动为一种不可压缩的黏性流体的稳定层流流动，毛细管两端的压力差为，由于流体具有黏性，它必然受到自管体与流动方向相反的作用力，通过粘滞阻力应与推动力相平衡等流体力学过程原理的推导，可得出管壁处的剪切应力（）和剪切速率（）与压力、熔体流率的关系。 （1）式中 R_毛细管半径，cm； L_毛细管长度，cm； P_毛细管两端的压力差，Pa。式中 Q_流体容积流率，cm3/s。由此，在温度和毛细管长径比（L/D）一定的条件下，测定在不同的压力下塑料熔体通过毛细管的流动速率（Q）和毛细管两端的压力差（），可计算出相应的和值，将一组对应的和在双对数坐标上绘制流动曲线图，即可求得非牛顿指数（n）和熔体的表观粘度（）；改变温度或改变毛细管长径比，则可
